IoT : le diamantaire De Beers veut protéger l’équipage du MV Mafuta
Pour protéger ses ouvriers embarqués sur le navire minier MV Mafuta des machines lourdes, le diamantaire de Beers a expérimenté avec Orange Business Services une solution de geofencing. Un projet amené à passer en production.
Au large des côtes de la Namibie vogue un navire minier de plus de 170 mètres de long et pesant près de 21 000 tonnes : le MV Mafuta. Son armateur, le conglomérat diamantaire De Beers (filiale d’Anglo American), l’avait d’abord nommé « Peace in Africa », symbole d’une alternative aux diamants de conflits. Maintenant sous la responsabilité de Debmarine Namibia, la coentreprise entre De Beers et le gouvernement namibien, « le boucher » (son surnom), drague lentement les fonds marins à la recherche des précieuses pierres qui orneront les parures et les bijoux vendus dans le monde entier.
En 2017, son capitaine déclarait auprès de l’AFP que le navire assurait à lui seul près de la moitié de la production annuelle (calculée en carats) du conglomérat. Ce mastodonte explore une concession de 6 000 kilomètres carrés dans l’Atlantique, au large des côtes de l’Afrique australe.
Pour ce faire, le Mafuta est équipé d’un tuyau qui aspire les sédiments marins pour les envoyer dans une machine qui extrait automatiquement les diamants avant de rejeter en mer la matière non désirée. Les marins et les ouvriers à bord n’ont pas à accès à la précieuse cargaison qui est stockée suivant un protocole strict. En revanche, les machines d’extraction s’avèrent particulièrement dangereuses. En premier lieu, la force d’aspiration du tuyau représente un danger immédiat pour l’intégrité physique des marins.
En 2015, le groupe De Beers a lancé un protocole intitulé « zero harm » (zéro accident en français) pour réduire les incidents, les blessures et plus généralement préserver la santé de ses 20 000 employés. Il documente ses engagements et a même publié des rapports des mesures prises dans certaines de ses mines terrestres, pour faire face à la COVID-19.
C’est dans ce cadre que la division De Beers Marine South Africa a lancé un projet-pilote de géorepérage avec l’aide d’Orange Business Services à bord du Mafuta. L’objectif est de placer des balises-antennes autour des équipements les plus dangereux et équiper dix ouvriers de bracelets connectés pour prévenir immédiatement les opérateurs sur le pont du navire quand une personne entre dans une zone à risque. Au total, près de cent membres d’équipage travaillent sur le navire minier.
Le Mafuta vogue jusqu’à 150 kilomètres des côtes, impossible donc d’utiliser une technologie réseau de type 4G, Lora, ou satellite. Le temps de latence dans ce cas précis est extrêmement important. Ici, le géobalisage est réalisé avec des balises connectées en Bluetooth Low Energy (BLE).
Des balises BLE à protéger d’un environnement hostile
OBS a proposé d’utiliser la technologie de Quuppa, un spécialiste du géorepérage qui développe une solution combinant matériel et logiciel. Or, les boîtiers certifiés IP44 vendus par cette entreprise ne sont pas étudiés pour résister aux conditions marines. Même si les balises ne sont pas directement en contact avec la mer, une protection IP 67 s’imposait. « Il y a deux contraintes physiques dans ce projet : les fortes vibrations émises par les machines et l’air salin, corrosif. Les beacons ne sont pas en contact direct avec la mer, mais il a fallu les protéger pour assurer leur bon fonctionnement », explique Emmanuel Routier, vice-président Industrie 4.0 chez Orange Business Services. « Nous avons dû trouver des éléments compatibles et robustes », précise-t-il. Les capteurs placés sur les bracelets disposent déjà de la spécification IP67.
Dans le cadre de ce projet, ce sont une dizaine de balises qui permettent de délimiter quatre zones sur le bateau. « Nous arrivons à obtenir un très bon niveau de précision, même dans cet environnement métallique », assure Emmanuel Routier. La zone la plus dangereuse du navire minier est équipée de quatre balises afin d’obtenir une précision jusqu’à un mètre de distance.
Une fois le signal des bracelets reçu en BLE, les balises transmettent leurs données via Ethernet ou PoE vers des switches, puis vers les serveurs du bateau où une instance « Smart Tracking » (le nom de la solution) est installée. Quupa propose une solution de bout en bout, mais De Beers et Orange Business Services ont opté pour une solution personnalisée. OBS utilise le moteur de positionnement de Quupa qui propose une géolocalisation en temps réel (RTLS). Celui-ci mesure l’angle de réception et la force du signal radio émis par le bracelet connecté via plusieurs algorithmes. Les données de position sont ensuite transmises au format JSON au logiciel Smart Tracking via API REST qui permet de visualiser les porteurs des bracelets connectés et les zones sur une interface homme-machine.
« Deux mois ont été nécessaires entre les besoins exprimés du client, son accord et le déploiement de la solution. Ce délai inclut la recherche des éléments spécifiques dus au cas d’usage », précise Emmanuel Routier.
« La consultation initiale et l’atelier avec les experts d’Orange Business Services ont été très productifs et ont permis d’identifier rapidement le potentiel d’une solution IoT pour assurer la protection du personnel à bord des navires », confirme Gerhadus Theron, manager de navire pour le MV Mafuta dans un communiqué de presse.
Durant ce laps de temps, Orange Business Services a dû s’adapter à la particularité de ce projet. Le Mafuta effectue des campagnes d’extraction pendant lesquelles il ne revient pas à son port d’attache, Oranjemund en Namibie. OBS a donc travaillé à partir des fichiers AutoCAD, une représentation en 3D du navire afin de définir l’emplacement des antennes. Pour le déploiement des beacons, il a fallu attendre son retour au port.
La prochaine étape : automatiser l’arrêt des machines
Après cette phase pilote réussie, De Beers Technology Group, la branche R&D du diamantaire, veut aller plus loin et automatiser l’arrêt de ces machines lourdes, longues à éteindre en temps normal. « Le système Smart Tracking pourrait directement communiquer avec le contrôleur SCADA des machines afin d’envoyer directement la commande d’arrêt automatique quand un opérateur entre dans une zone dangereuse », décrit Emmanuel Routier. « Je pense que ce serait une première ».
L’équipe R&D de De Beers conçoit elle-même des machines d’extraction et de tri de diamants par rayons X pour le groupe. Cette étape ne semble donc pas infranchissable. De son côté, OBS prévoit d’affiner les capacités de collectes de données et l’interface associée. L’ESN filiale de l’opérateur télécom entend par la suite équiper une flotte de navires. « Nous sommes capables de déployer cette solution partout dans le monde et les cas d’usage sont multiples. C’est une très bonne référence pour nous, qui démontre notre capacité à accompagner les clients dans le cadre de l’amélioration de leurs processus industriels », assure Emmanuel Routier.
Sur la « terre ferme », OBS a déjà déployé la même technologie basée sur du BLE ou de l’Ultra Large Bande dans des usines d’autres clients afin de suivre des lots de production ou des équipements critiques et souvent chers. « Sur un site industriel de 50 000 mètres carrés, nous avons déployé 25 000 objets dans un environnement complexe en termes de propagation d’ondes », indique le vice-président industrie 4,0 chez OBS.
